PCB走线理想传输的电阻应该为零,那它的阻值是多少呢?
PCB走线理想传输的电阻应该为零。实际传输线总是有一些小电阻。实际传输线的非零电阻会引起传播信号的信号衰减(损耗)和畸变。那如何估算传输线的电阻值呢?
参考《High-speed Digital Desig》这本书。
书中写到有8个经验法则,用于计算圆铜芯导线的电阻:
1、24号标准电缆(AWG24,美国线规24),直径为0.02in。室温下电阻为25Ω/1000ft(欧/英尺)
2、在室温下,AWG24双绞线电缆的总串联电阻为50Ω/1000ft(1000ft输出线和1000ft的返回线)。
3、RG-58/U 同轴电缆使用标准线芯为AWG20,室温下其电阻为10.8Ω/1000ft
4、美国线规系统采用的是电缆芯直径的对数值。号值越大,电缆线芯直径越小
5、AWG号值每增加3个点,相应电缆的电阻增加一倍
6、AWG号值每增加3个点,电缆的横截面积减少一半
7、直径与面积的平方根成正比AWG号值每增加6点,线芯直径减少一半
8、温度每增加1℃,铜的电阻增加0.39%,温度范围超过70℃,变化将是31%。
印刷电路走线的电阻是覆铜的厚度和走线线宽的函数。走线覆铜厚度由电镀重量决定,电镀重量的典型值为1oz、2oz。每英寸电路走线的电阻值可以通过它的厚度和宽度来计算:
R=(0.65866*0.000001)/WT单位是in
R:走线的电阻阻值
W:走线的宽度
T:走线的厚度
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网上提供的估算PCB表面铜的电阻值
当计算一般导体电阻值R时,可以使用以下公式。
ʅ:导体长度[mm]w:导体宽度[mm]t:导体厚度[μm]ρ:导体的电阻系数[μΩcm]
铜的电阻系数在25°C, ρ(@ 25°C)= ~1.72μΩcm
此外,如果知道每单位面积铜的电阻值Rp在不同温度下的变化(如下图资料所示),可以使用以下公式估算整个铜的电阻值R。注意下图铜的尺寸是厚度(t)35μm,宽度(w)1mm,长度(ʅ)1mm。
Rp:每单位面积的电阻值ʅ :铜的长度[mm]w :铜的宽度[mm]t : 铜的厚度[μm]
如果铜的尺寸是宽度3mm, 厚度1oz=35μm和长度50mm, 该铜的电阻值R在25°C是
因此,当3A电流在25°C时流通PCB表面上铜时,电压降約24.5mV。 然而,温度上升至100℃时,电阻值增加29%,电压降变为31.6mV。
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